respiracion celular

PLAN # 3
RECOLECCIÓN DE ENERGÍA:
GLUCÓLISIS Y RESPIRACIÓN CELULAR


OBJETIVO: Analiza los mecanismos de respiración celular y su relevancia en la preservación de la vida.

TÉRMINOS CLAVE
Respiración celular, glucosa, glucólisis, fermentación, mitocondrias, ciclo de Krebs, quimiósmosis, matriz mitocondrial, piruvato, compartimiento intermembranoso.

¿CÓMO SE METABOLIZA LA GLUCOSA?
Losorganismos fotosintéticos capturan y almacenan la energía de la luz solar en glucosa. Durante la descomposición de la glucosa se libera esa energía y se utiliza para producir ATP. Las ecuaciones químicas de la formación de glucosa por fotosíntesis y del metabolismo completo de la glucosa hasta CO2 y H2O son casi perfectamente simétricas:
Fotosíntesis: 6 CO2 + 6 H2O + energía solarC6H12O6 + 6 O2
Metabolismo completo de la glucosa: C6H12O6 + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O + energía química y calorífica
Esta simetría podría inducirnos a creer que una célula puede convertir toda la energía química contenida en una molécula de glucosa en enlaces de alta energía de ATP. Por desgracia, la conversión de la energía en diferentes formas siempre da por resultado ladisminución de la cantidad de energía útil concentrada. De hecho, la mayor parte de la energía indicada en el lado derecho de la ecuación del metabolismo de la glucosa es energía calorífica, no la energía química del ATP. No obstante, una célula es capaz de extraer mucha energía de la glucosa, en forma de ATP, si la molécula de glucosa se descompone totalmente en CO2 y H2O.
La glucólisis, no requiereoxígeno y se lleva a cabo exactamente de la misma manera en condiciones aeróbicas y anaeróbicas. La glucólisis divide una molécula individual de glucosa en dos moléculas de tres átomos de carbono de piruvato. Esta división libera una pequeña fracción de la energía química almacenada en la glucosa, parte de la cual se utiliza para generar dos moléculas de ATP. La presencia de oxígeno tiene consecuenciassólo en los procesos que siguen a la glucólisis. En condiciones anaeróbicas, habitualmente el piruvato se convierte por fermentación en lactato o etanol. La fermentación no produce más energía de ATP. Tanto la glucólisis como la fermentación se llevan a cabo en la parte líquida del citoplasma (citosol).
El piruvato producido por la glucólisis también puede entrar en las mitocondrias. Ahí, si hayoxígeno disponible, la respiración celular lo utiliza para descomponer totalmente el piruvato en CO2 y H2O y generar 34 o 36 moléculas adicionales de ATP (la cantidad difiere según la célula de que se trate). El ATP adicional producido por la respiración celular es tan importante para la mayoría de los organismos, que cualquier cosa que obstaculice su producción, como el tóxico cianuro o la faltade oxígeno, provoca la muerte rápidamente.
¿CÓMO SE CAPTURA LA ENERGÍA DE LA GLUCOSA DURANTE LA GLUCÓLISIS?
Las reacciones iniciales que descomponen la glucosa sin usar oxígeno se denominan en conjunto glucólisis. Esta serie de reacciones se lleva a cabo en la parte líquida del citoplasma y da por resultado la ruptura de una molécula de glucosa en dos moléculas de piruvato. La glucólisis producerelativamente poca energía: solo dos moléculas de ATP y dos moléculas del portador de electrones NADH (dinucleótido de nicotinamida y adenosina con hidrógeno); pero sin ella, la vida se extinguiría rápidamente. En lo esencial, la glucólisis se compone de dos partes principales:
1. Activación de la glucosa: la energía de dos moléculas de ATP se usa para convertir la glucosa en bifosfato defructosa. El bifosfato de fructosa se desdobla en dos moléculas, más pequeñas pero todavía reactivas, de gliceraldehído-3-fosfato (G3P).
2. Producción de energía: las dos moléculas de G3P sufren una serie de reacciones que generan cuatro moléculas de ATP y dos de NADH.


La glucólisis descompone la glucosa en piruvato y libera energía química:
Durante la activación de la glucosa, una molécula...